Техническая спецификация SMD светодиода 19-217/T7D-CT2V1N/3T - Корпус 2.0x1.25x0.8мм - Напряжение 2.7-3.7В - Мощность 110мВт - Чистый белый

1. Обзор продукта

19-217/T7D-CT2V1N/3T — это компактный поверхностно-монтируемый светодиод, предназначенный для современных электронных приложений, требующих надежной индикации или функции подсветки. Этот монохромный светодиод чистого белого цвета использует чип InGaN, залитый желтой рассеивающей смолой. Его основное преимущество заключается в значительно уменьшенных габаритах по сравнению с традиционными компонентами в выводном исполнении, что позволяет достичь более высокой плотности монтажа на печатных платах, снизить требования к хранению и, в конечном итоге, способствует миниатюризации конечного оборудования. Легкая конструкция также делает его идеальным для портативных и ограниченных по пространству применений.

1.1 Ключевые особенности и соответствие стандартам

Устройство поставляется на 8-миллиметровой ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов, что обеспечивает совместимость со стандартным автоматизированным сборочным оборудованием. Оно предназначено для использования как в процессах инфракрасной, так и паровой пайки оплавлением. Продукт соответствует нескольким критически важным экологическим и стандартам безопасности: не содержит свинца, соответствует директиве ЕС RoHS, требованиям REACH ЕС и классифицируется как безгалогенный, с содержанием брома (Br) и хлора (Cl) менее 900 ppm каждый и их суммой менее 1500 ppm. Это делает его пригодным для использования на рынках со строгими экологическими нормами.

1.2 Целевые области применения

Светодиод универсален и находит применение в различных секторах. Типичные области применения включают подсветку автомобильных приборных панелей и переключателей, функции индикации и подсветки в телекоммуникационных устройствах, таких как телефоны и факсы, плоскую подсветку ЖК-дисплеев, переключателей и символов, а также общее индикаторное применение, где требуется компактный и яркий источник белого света.

2. Технические параметры: Подробный объективный анализ

В этом разделе представлена детальная разбивка электрических, оптических и тепловых пределов и характеристик светодиода, которые являются основополагающими для надежного проектирования схем и интеграции в систему.

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Предельные эксплуатационные параметры определяют границы нагрузок, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Эти значения не предназначены для непрерывной работы. Ключевые параметры: максимальное обратное напряжение (VR) 5В, непрерывный прямой ток (IF) 30мА и пиковый прямой ток (IFP) 40мА, допустимый только в импульсном режиме (скважность 1/10 при 1кГц). Максимальная рассеиваемая мощность (Pd) составляет 110мВт. Устройство выдерживает электростатический разряд (ЭСР) 150В по модели человеческого тела (HBM). Диапазон рабочих температур (Topr) от -40°C до +85°C, диапазон температур хранения (Tstg) от -40°C до +90°C. Пределы температуры пайки указаны для двух процессов: пайка оплавлением при 260°C в течение 10 секунд и ручная пайка при 350°C не более 3 секунд.

2.2 Электрооптические характеристики

Электрооптические характеристики измеряются при стандартных условиях испытаний Ta=25°C и IF=20мА. Сила света (Iv) имеет типичный диапазон от 360.0 мкд до 900.0 мкд с допуском ±11%. Угол обзора (2θ1/2) составляет 130 градусов, обеспечивая широкий световой пучок. Прямое напряжение (VF) находится в диапазоне от 2.70В до 3.70В. Обратный ток (IR) указан максимальным 50 мкА при приложенном обратном напряжении (VR) 5В. Крайне важно отметить, что устройство не предназначено для работы в обратном смещении; номинал VR предназначен только для целей тестирования IR.

3. Объяснение системы бининга

Для обеспечения стабильности производства светодиоды сортируются по бинам (группам) производительности. Эта система позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным минимальным требованиям к производительности для их приложения.

3.1 Биннинг по силе света

Световой поток классифицируется по четырем кодам бинов (T2, U1, U2, V1) на основе минимальных и максимальных значений интенсивности, измеренных при IF=20мА. Например, бин-код T2 охватывает интенсивности от 360.0 мкд до 450.0 мкд, а бин-код V1 охватывает самый высокий диапазон от 715.0 мкд до 900.0 мкд. Разработчики должны учитывать допуск ±11% внутри каждого бина.

3.2 Биннинг по прямому напряжению

Прямое напряжение разбито на пять кодов (10, 11, 12, 13, 14), каждый из которых представляет диапазон 0.2В. Код 10 охватывает от 2.70В до 2.90В, а код 14 — от 3.50В до 3.70В. Применяется допуск ±0.1В. Выбор светодиодов из определенного бина по напряжению может помочь в проектировании более стабильных токоограничивающих схем, особенно в параллельных светодиодных матрицах.

3.3 Биннинг по координатам цветности

Цветовая однородность чистого белого света контролируется через бининг координат цветности на диаграмме CIE 1931. В спецификации определены четыре кода бинов (1, 2, 3, 4), каждый из которых представляет собой четырехугольную область на плоскости координат (x, y). Например, Бин 1 ограничен точками (0.274, 0.226), (0.274, 0.258), (0.294, 0.286) и (0.294, 0.254). Допуск для этих координат составляет ±0.01. Это гарантирует, что излучаемый белый свет попадает в предсказуемый и узкий цветовой диапазон.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в PDF-файле упоминаются типичные электрооптические характеристические кривые и диаграмма цветности CIE на определенных страницах, точные графические данные (например, ВАХ, относительная интенсивность в зависимости от тока, интенсивность в зависимости от температуры) в текстовом содержании не предоставлены. В полной спецификации эти кривые критически важны для понимания поведения устройства в нестандартных условиях. Разработчики обычно используют такие кривые для экстраполяции производительности при различных токах возбуждения или температурах окружающей среды, для понимания спектрального распределения мощности и визуализации цветовой точки на диаграмме цветности относительно определенных бинов и планковского локуса.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод имеет компактный корпус для поверхностного монтажа (SMD). Чертеж размеров указывает ключевые измерения, включая длину, ширину и высоту, со стандартным допуском ±0.1 мм, если не указано иное. Конкретные размеры определяют необходимую посадочную площадку на печатной плате и требуемый зазор над платой.

5.2 Идентификация полярности и проектирование контактных площадок

Корпус включает маркировку или конструктивные особенности (например, скошенный угол или точка) для обозначения катодного (отрицательного) вывода, что крайне важно для правильной ориентации во время сборки. Рекомендуемый рисунок контактных площадок (расположение площадок) на печатной плате обычно предоставляется для обеспечения качественной пайки и механической стабильности.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

Правильное обращение и пайка критически важны для сохранения производительности и надежности светодиода.

6.1 Параметры групповой пайки оплавлением

Устройство рассчитано на бессвинцовую пайку оплавлением с пиковой температурой 260°C в течение 10 секунд. Следует соблюдать рекомендуемый температурный профиль для постепенного нагрева и охлаждения устройства, минимизируя тепловой удар. Пайка оплавлением не должна выполняться более двух раз на одном и том же устройстве.

6.2 Хранение и чувствительность к влажности

Светодиоды упакованы в влагозащитные барьерные пакеты с осушителем. Пакет не следует вскрывать до момента готовности к использованию компонентов. После вскрытия неиспользованные светодиоды должны храниться при температуре ≤30°C и относительной влажности (RH) ≤60% и использоваться в течение 168 часов (7 дней). Если этот срок превышен или индикатор осушителя показывает насыщение, перед использованием требуется обработка (прокаливание) при 60 ±5°C в течение 24 часов для удаления поглощенной влаги и предотвращения эффекта "попкорна" во время пайки оплавлением.

6.3 Меры предосторожности при ручной пайке и ремонте

Если необходима ручная пайка, температура жала паяльника должна быть ниже 350°C, а время контакта на один вывод не должно превышать 3 секунд. Рекомендуется маломощный паяльник (≤25Вт). Между пайкой каждого вывода следует соблюдать интервал охлаждения не менее 2 секунд. Ремонт после первоначальной пайки настоятельно не рекомендуется. Если это неизбежно, следует использовать специализированный двухголовый паяльник для одновременного нагрева обоих выводов, предотвращая механическое напряжение на кристалле светодиода. Потенциальное ухудшение характеристик из-за ремонта должно быть оценено заранее.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации катушки и транспортной ленты

Компоненты поставляются на катушках диаметром 7 дюймов с несущей лентой шириной 8 мм. Каждая катушка содержит 3000 штук. Предоставлены подробные размеры катушки и карманов транспортной ленты для обеспечения совместимости с питателями автоматизированного сборочного оборудования.

7.2 Расшифровка маркировки

Маркировка на упаковке содержит несколько кодов: CPN (номер продукта заказчика), P/N (номер продукта), QTY (количество в упаковке), CAT (ранг/бин силы света), HUE (координаты цветности и ранг доминирующей длины волны), REF (ранг/бин прямого напряжения) и LOT No (номер партии для прослеживаемости).

8. Рекомендации по применению и соображения при проектировании

8.1 Ограничение тока и защита

Светодиоды являются устройствами с токовым управлением. Внешний токоограничивающий резистор, включенный последовательно со светодиодом, обязателен для предотвращения теплового разгона и перегорания. Даже небольшое увеличение прямого напряжения может вызвать большое, потенциально разрушительное увеличение тока. Значение резистора должно быть рассчитано на основе напряжения питания, прямого напряжения светодиода (для безопасности используя максимальное значение из бина или спецификации) и желаемого прямого тока (не превышающего 30мА непрерывно).

8.2 Тепловой режим

Хотя рассеиваемая мощность мала (макс. 110мВт), эффективный тепловой режим на печатной плате важен для поддержания долгосрочной надежности и стабильности светового потока, особенно при работе при высоких температурах окружающей среды или высоких токах возбуждения. Обеспечение достаточной площади меди вокруг контактных площадок светодиода помогает рассеивать тепло.

8.3 Защита от электростатического разряда (ЭСР)

С рейтингом ЭСР 150В (HBM) устройство имеет умеренную чувствительность. Во время обращения, сборки и тестирования следует соблюдать стандартные меры предосторожности от ЭСР. Это включает использование заземленных рабочих мест, браслетов и проводящих контейнеров.

9. Техническое сравнение и отличительные особенности

Ключевыми отличительными особенностями светодиода 19-217 являются сочетание очень малых габаритов, широкого угла обзора 130° и соответствия современным экологическим стандартам (RoHS, REACH, безгалогенный). По сравнению с более крупными светодиодами в выводном исполнении он обеспечивает значительную экономию места. Определенная структура бининга по интенсивности, напряжению и цвету предоставляет разработчикам предсказуемую производительность, что является критическим преимуществом в приложениях, требующих визуальной однородности, таких как массивы подсветки или индикаторы состояния.

10. Часто задаваемые вопросы на основе технических параметров

10.1 Какое значение резистора следует использовать при питании 5В?

Используя закон Ома (R = (Vпитания - Vf) / If) и предполагая наихудший случай Vf = 3.7В (из Бина 14) и целевой If = 20мА, расчет: R = (5В - 3.7В) / 0.020А = 65 Ом. Следует выбрать ближайшее стандартное значение (например, 68 Ом) и проверить мощность резистора (P = I^2 * R).

10.2 Можно ли питать этот светодиод без токоограничивающего резистора, используя источник постоянного напряжения, равный Vf?

Нет. Это настоятельно не рекомендуется. Прямое напряжение имеет диапазон и изменяется в зависимости от температуры. Источник постоянного напряжения, установленный на номинальное значение Vf, не регулирует ток. Незначительные вариации могут привести к чрезмерному току, превышению предельных эксплуатационных параметров и вызвать мгновенный или постепенный отказ.

10.3 Почему время хранения после вскрытия упаковки ограничено 7 днями?

Пластиковая упаковка SMD-компонентов может поглощать влагу из воздуха. Во время высокотемпературного процесса пайки оплавлением эта захваченная влага может быстро испаряться, создавая внутреннее давление, которое может привести к растрескиванию корпуса или расслоению внутренних слоев — явление, известное как "эффект попкорна". Ограничение в 7 дней — это рассчитанное безопасное время воздействия для данного уровня чувствительности к влаге.

11. Практический пример проектирования и использования

Рассмотрим проектирование панели управления с несколькими белыми индикаторными светодиодами. Чтобы обеспечить равномерную яркость, укажите светодиоды из одного бина силы света (например, все из U1: 450-565 мкд). Чтобы упростить проектирование токоограничивающей схемы для общего напряжения питания, укажите светодиоды из одного или узкого бина прямого напряжения. Широкий угол обзора 130° гарантирует видимость индикаторов под разными углами без необходимости использования вторичной оптики. Малый размер корпуса позволяет размещать их вблизи переключателей или надписей. Соответствие безгалогенным стандартам и RoHS необходимо для продажи конечного продукта на мировых рынках.

12. Введение в принцип работы

Этот светодиод является полупроводниковым фотонным устройством. Его сердцевина — это кристалл, изготовленный из материалов нитрида индия-галлия (InGaN). Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее пороговое значение диода, электроны и дырки рекомбинируют в активной области полупроводника, высвобождая энергию в виде фотонов — света. Конкретный состав слоев InGaN определяет длину волны излучаемого света. В данном случае излучаемый чипом синий свет частично преобразуется в более длинные волны желтым люминофором, содержащимся в окружающей рассеивающей смоле, что приводит к восприятию "чистого белого" света. Рассеивающая смола также помогает рассеивать свет, создавая широкий угол обзора.

13. Тенденции развития технологий

Общая тенденция в технологии светодиодов продолжает двигаться в сторону повышения эффективности (больше люмен на ватт), улучшения цветопередачи и дальнейшей миниатюризации. Для SMD-светодиодов индикаторного типа основное внимание уделяется достижению более высокой яркости в меньших корпусах, расширению цветового охвата и дальнейшему повышению надежности и тепловых характеристик. Интеграция схем драйвера или защитных функций в корпус светодиода также является областью разработки. Соответствие экологическим нормам, как видно на примере соответствия данного устройства безгалогенным стандартам, остается критическим фактором при выборе компонентов в электронной промышленности.